公路工程地质勘察及质量管理

(安徽宏泰交通工程设计研究院有限公司 安徽 合肥 230088)

公路工程有别于其它工程的一个最大的特点，是其线性的展布，一段公路上不仅仅是常规意义上的路，还有涵洞、桥梁、隧道、边坡、挡墙、服务区及各种其它站点等沿线分布。这种特点决定了公路的工程地质勘察，必须根据沿线的地形、地貌、地质、水文等条件的变化情况结合上述沿线分布的具体内容策划、实施公路工程地质勘察。并根据公路设计阶段的不同有的放矢。

因此，公路的工程地质勘察，是分阶段、分精度、分区域、分内容的勘察。所谓分阶段，显然是和设计阶段对应的。所谓分精度，包括两个方面：其一是和设计阶段相适应的精度；其二是指同一勘察阶段，不同的设计需求对应的勘察精度不同，就拿桥梁初步勘察来说，拟采用明开挖基础的桥梁对上部地层的勘察精度要求较高；拟采用桩基础的桥梁，对能提供侧壁摩阻力的原位测试的精度要求较高。所谓分区域，是由于公路的线性延伸穿越了不同的地形地貌单元，穿越了不同的地质构造单元，穿越了不同的水文地质单元，这就要求公路的工程地质勘察应根据上述单元的条件分区域进行；当然，也有可能公路本身展布于单一的地貌、地质、水文单元，这种情况下也没有必要进行强行的分区域勘察。所谓的分内容，就是针对路基、涵洞、桥梁、隧道、边坡、挡墙、服务区及其它各种站点等不同的内容进行勘察。

不同区域、等级、勘察阶段的公路工程地质勘察工作所采用的野外勘察手段是不同的，具体的确定不仅需要在技术上、精度上加以考量，也需在经济上和时效上加以斟酌。有时候就算钱不是问题，但是业主要求的时间太紧，根本来不及，还是不能这么简单粗暴。公路工程地质勘察本身是为设计和施工服务的子系统工程，其所采用的一般性常规手段大致可分成四类，分别是简易手段、钻探手段、静探手段、物探手段。简易手段，一般是指区域工程地质资料的收集、区内已有勘察资料的收集、沿线工程地质调绘、露头调查、坑探、槽探等。钻探手段，一般包括手摇螺旋钻、机械螺旋钻、轻便钻机(取芯、不取芯)、汽车钻、履带钻、落地钻等。静探手段，一般包括手摇静力触探、履带静力触探、车载静力触探等。物探手段，常用的是电法勘探、震法勘探以及地质雷达等。勘察的手段并没有绝对的好坏之分，根据勘察的阶段、精度、区域、内容等因地制宜；既要灵活，也要不失原则。

公路工程地质勘察的质量管理，比较适合采用传统的戴明环(PDCA)进行管理。P阶段对应的就是我们常常采用的勘察大纲，勘察大纲的编制，一般是在全面地收集了相关的区域地质资料、已有的勘察资料、临近的勘察资料的基础上，再实地进行了线路区域工程地质调绘、甚至进行了简单的坑探、槽探的情况下编制的。在P阶段的内部，即编制大纲时，实际上是存在更小级别的PDCA子循环，这个子循环，主要是用来尽可能地消弭收集的资料、调绘的结果以及坑探槽探揭露的内容等之间的不一致情况。在完成了勘察大纲后，经过设计部门和业主的认可，就可以按大纲执行了，也就是进入了D阶段。公路工程地质勘察质量管理的DCA阶段，并不可能有严格的时序划分，实际情况往往是边D边C边A，也就是一边运用拟定的手段勘察，一边检查，一边调整。其中的要点是要及时地把现场勘察的情况和结果与勘察内业资料技术整理人员和公路具体设计人员沟通，以便尽快的检查，继而调整。之所以如此，是因为一般的勘探设备都比较粗、笨、大、重，公路的具体位置离勘察和设计单位和部门也比较远，同时公路本身也是线性展布的，跨越的距离本身就比较长。如果等执行完了再检查，根据检查的结果再次入场进行调整，不仅在经济上造成更多花费，在时效上也是大打折扣。

由于公路工程地质勘察是分阶段的进行的，与设计的阶段互相对应，因此，在每个阶段，都存在一个完整的PDCA循环，可以认为，下一个阶段的PDCA循环级别高于上一个阶段的PDCA循环，低阶段PDCA循环的结果是下一阶段P的依据。也就是上阶段A的输出纳入下阶段P的输入。

众所周知，PDCA循环本身是嵌套的，也可以说是分形的。是由一个个基础的PDCA小循环搭建成大循环，由大循环搭建出更大循环。具体到我们公路工程勘察工作上，我们的基础PDCA循环是针对具体的勘察手段的。本文已经按四种类别详细给出了各种常规的勘探手段，每种手段的PDCA循环是各具特色、不尽相同的。这些循环是构筑完整的某一阶段勘察质量管理PDCA循环的基础。在此，我们探讨在公路工程地质勘察的手段层面上，勘察的具体的手段对应的PDCA循环管理的特点和注意事项。

首先我们将拟建公路的线形展布按坐标拟合在Google earth地图上，当然也可以拟合在奥维地图上，我们建议采用Google earth地图，因为在Google earth地图上我们可以三维动态的观察路线经过区域的地形、地貌，动态地观察到任意一点的具体的Google高程。根据设计阶段的不同，将设计人员提供的沿线构筑物同样按坐标标注在Google earth地图的线形上。现在我们就拥有了一个可以观察到拟建公路沿线经过的地形、地貌和具体某部位标高的动态地图。而且，这张图能够清楚的观察到每个具体公路构筑物所在的位置及该位置的地形、地貌及高程的情况。但是，这张图缺少地质情况的反应，也缺少水文情况的反应。所以还要完成另外的一幅图，也就是带有公路线位的地质及水文图。这个图目前无法做到动态，只能是静态的，也就是将收集的用于反应公路沿线的地质情况的某个比例的区域地质图作为底图，将收集的其它可用于该项目的地质资料和水文资料描绘到地图上，将路线和主要构筑物也描绘的该地图上，还要根据沿线工程地质调绘的情况将该图进行调整。这样就获得了一幅反应公路展布所在区域地质情况的静态图。将动、静两幅图互相参照，将勘察大纲的内容具体反映到那张Google earth地图上，这样就完成了PDCA循环中P的可视化。如果慎重的话，可以在此过程中进行一个PDCA子循环，也就是在外业进行前，结合静态图，在动态图上根据已经掌握的情况检查和调整针对公路沿线构筑物类型层面所采用的具体勘探手段的合理性、可行性、经济性和实效性。举个例子来说，在我们动态图上，我们发现汽车钻的钻孔数量在大纲上偏多，因为在动态图上我们看到许多位置汽车钻入场困难，那么，就可以在具体实施前，根据情况将汽车钻的孔数调整，以履带静探或落地钻代替，具体采用履带静探还是落地钻，就要参照相应的上述静态图所体现的情况，根据静态图反应的地质情况，结合设计的需求，如果上覆地层为较为厚大的第四系地层，就选择履带静探，如果基岩埋深较浅，设计需求又需要了解较深位置的地层的物理力学性质，就必然采用落地钻进行勘察。

我们上面已经陈述过，具体手段入场到具体位置后的D阶段，和随之的CA阶段并没有明显的时序划分。深入到某一个类型的勘探点的施工也是如此。由于上述的常规手段众多，我们就不一一陈述每一个常规手段的PDCA循环，我们举一个手摇静探的例子予以说明。比如，在公路的某段，动态的Google earth地图上地势低洼，没有特殊的结构物，在大纲和可视的P中采用手摇静探，入场实施的D阶段一开始比较顺利，但几个孔后静探的施工深度只能到达2-3米左右，无法按拟定的深度进行，下部地层无法查明，这个时候实际上循环中的C已经在执行了，在随后的A中，必须调整具体的勘察手段，将静探及时调整为钻探，以查明下部地层的情况，并辅助以动探或标惯等原位测试才能最终真正完成一个完整的PDCA循环。